连变形金刚都怕的电磁炮
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“轰”的一声，电磁炮击穿一座了大山；又“轰”的一声，电磁炮打爆了变形金刚……美国科幻电影中的刺激场面，总是少不了厉害的电磁炮。然而，这不仅仅是电影中的场景，这种高科技武器在现实生活中也是存在的。
超远射程
具体来说，电磁炮也不止一种。但无论是从性能还是威力上，轨道类型的电磁炮都要更厉害。所以，目前也以研制电磁轨道炮居多。从19世纪法拉第发现电磁感应；到20世纪有人提出利用洛仑兹力（运动于电磁场的带电粒子所感受到的作用力，因荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹而命名）发射炮弹，其基本原理就是利用“洛仑兹力”——通电电流会在磁场中受到一个力的作用，这个力与磁场方向垂直，也与电流方向垂直，而且这个推力的大小与磁场强度以及电流强度成正比。正是利用这个“洛仑兹力”，人们设计了电磁炮的基本结构。
俗话说得好，是骡子是马拉出来遛遛才知道。2010年末，美国试验发射电磁轨道炮，它以5倍音速的极速，击向200千米外的目标，射程为海军常规武器的10倍。而且，早在冷战时期（1947年至1991年），电磁炮就被美国列为“星球大战”军备计划的重点项目，被视为对抗核弹的秘密武器，可见其威力和射程。
但是，如此厉害的电磁炮居然有着出奇简单的构造。它由两个平行的金属轨道（因此得名）组成。金属弹可以在轨道间滑动。接通电源时，这就是一个完整的电路了！电流会从一边的导轨流入，经过导电滑块，再从另一边导轨流出。这个过程能够产生电磁力推动金属弹加速前进。“……击向200千米外的目标！”为什么电磁炮有如此远的射程呢？弹丸初速度高，射程就远。
要知道，一般的火炮发射靠的是燃料爆炸产生的巨大冲击力；而电磁炮是利用电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能。传统枪支发射子弹的初速无法超过每秒2000米，而磁道炮却能达到每秒3000米，大大提高了弹丸的速度和射程。
另外，这种不使用炸药的方法也让电磁炮成为了冷兵器（纯用物理性攻击而不使用化学燃爆的武器）的一种。
电磁炮还需进步
厉害是厉害，但电磁炮好像没那么被普遍使用。原因有很多，例如，怎么提供它所需的巨大能量呢？因为电磁炮需要极大的电流，而且还要有极强的磁场，而磁场由电磁铁产生，这就需要消耗极大的电功率。要知道，那么多的动能可是在一瞬间产生的！在野外的战场上，往往不容易找到电源插座。所以科学家们想到了提前蓄电的电容器——电容器慢慢存储电量，等到够用时再一次性释放出这些电能。没错，这的确解决了供电问题。但是……如果真是在野外战场上，每次充电比较耗时！在等着电容器慢慢积累电能的时间里，也许就被敌军攻破防线了！这可是个需要改进的问题，毕竟，在战场上，时间就是生命啊！
看来要成为“战神”没那么容易。电磁炮虽然真实存在，但要想像美国大片中那样威风凛凛，还要突破一个又一个的技术大关啊！
参考资料：
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E8%BB%8C%E7%A0%B2
http://encyclopedia.kids.net.au/page/ra/Railgun
作者：董依明
审稿：张轩中（中国科普作家协会会员，中国物理学会会员）
